Metodologias para a qualificação de águas minerais naturais e águas de nascente

Abstract

O presente trabalho tem como base um amplo programa de prospeção e pesquisa de águas minerais naturais destinada à indústria do engarrafamento numa área situada nos concelhos de Caminha e Vila Nova de Cerveira. O objetivo geral do presente estudo é a elaboração de uma proposta de qualificação das águas como águas minerais naturais ou águas de nascente, através da análise da evolução hidrogeoquímica, identificando e caracterizando os mecanismos associados à mineralização das águas subterrâneas. A área em estudo localiza-se entre o maciço granítico do Monte de Góis, formações metassedimentares e diversas massas aplito-pegmatíticas, sendo constituída maioritariamente por granitos de duas micas, ou só com biotite e xistos andaluzíticos. Os principais alinhamentos estruturais encontram-se orientados segundo a direção N-S a NNW-SSE. O estudo climatológico conduziu à determinação dos valores médios anuais de precipitação (1882.7mm) e de temperatura (15.2°C) para a região. Além disso, permitiu a avaliação da evapotranspiração real, que foi estimada em 661mm. A recarga aquífera foi determinada por meio de balanços hídricos sequenciais diários e mensais, ao nível do solo. A taxa de infiltração profunda deverá estar compreendida entre valores da ordem dos 30% (em anos secos), e dos 50% (em anos húmidos), do total da precipitação anual. No âmbito do programa de prospeção e pesquisa foram executados 5 furos de pesquisa de água dos quais três foram transformados em captações tendo sido atribuídas as designações MDJ1, MDJ2 e MDJ3. As águas foram submetidas mensalmente, durante um ano, a análises físico-químicas das componentes maioritárias e a uma análise completa (incluindo elementos vestigiais e parâmetros radiológicos). Os resultados obtidos levam-nos a admitir a existência de processos comuns responsáveis por parte da mineralização da água, tais como a alteração de plagióclase sódica, feldspatos potássicos, moscovites e biotites, minerais comuns nos granitos da região e a dissolução dos iões daí resultantes, com maior significado em MDJ3, e menor em MDJ1. Em termos de evolução hidrogeoquímica pode considerar-se que da água MDJ1→MDJ2→MDJ3 há uma maior evolução, o que se traduz numa maior mineralização (em particular no teor em bicarbonato e em sílica), maior pH, menor potencial redox e maior estabilidade físico-química ao longo do ano. Estes resultados apoiam a hipótese de que a água captada em MDJ3 tem maior tempo de residência e circuitos de circulação mais profundos, enquanto que a água captada em MDJ1 é a que estará mais influenciada pelos processos superficiais (ambiente oxidante) e por isso com maior variabilidade ao longo do ano. A água captada em MDJ2 está num estado evolutivo intermédio e apresenta menor influência dos processos superficiais. Por fim, no âmbito da qualificação das águas para engarrafamento verificou-se que do ponto de vista químico apenas a água da captação MDJ1 está apta para engarrafamento como água de nascente, uma vez que todos os elementos analisados apresentam uma concentração dentro dos valores paramétricos estabelecidos por lei e uma relativa variação anual. A água da captação MDJ2 apresenta valores de Fe acima dos valores paramétricos e a água da captação MDJ3 apresenta valores de Fe e de As muito acima dos valores paramétricos. Do ponto de vista radiológico, e relativamente aos parâmetros analisados (α-total e β-total) as águas estão todas aptas. Quanto à componente microbiológica verificou-se que nas 3 captações ocorreram, ao longo do ano, algumas análises com número de colónias superior aos valores paramétricos, pelo que, deste ponto de vista, nenhuma das captações se encontra apta para engarrafamento.

The present work has as a base a wide prospection and research program of natural mineral waters aimed to the bottling industry in a area located on the municipalities of Caminha and Vila Nova de Cerveira. The general purpose of the present study is the preparation of a qualification proposal of waters as natural mineral or spring, through the analyses of the hydrogeochemistry evolution, identifying and characterizing the associated mechanics of the mineralization of groundwaters. The area of study is located between the granitic massif of Monte de Góis, metasedimentary formations and several aplite-pegmatite masses, being mostly constituted by two-mica granites or only biotite and andalusite schist. The main structural alignments are found in an N-S and NNW-SSW directions. The climatological study leads to the determination of the average precipitation (1882.7mm/year) and temperature (15.2ºC) for this region, and besides that, allowed the evaluation of the real evapotranspiration, which is estimated to be 611mm/year. The aquifer recharge was determined by sequential daily and monthly water balance, at ground level. The deep infiltration rate must be within the range values of 30% (dry years), and 50% (in wet years), of the total annual rainfall. As part of the prospection and research program five water research wells were executed, of which three were transformed into extraction wells being assigned with the designations MDJ1, MDJ2 and MJD3. The waters were submitted monthly, during a year, to physicochemical analyses of the major components and one complete analysis (including vestigial elements and radiological parameters). The results lead us to admit the existence of common processes responsible for water mineralization, such as the modification of plagioclase sodium, potassic feldspar, biotite and muscovite, common minerals on the regional granites, and the dissolution of the resultant ions, with major importance in MDJ3, and minor in MDJ1. In terms of hydrogeochemical evolution we can consider that there is a bigger evolution from the water in MDJ1→MDJ2→MDJ3, translating that in a larger mineralization (in particular in bicarbonate and silica), larger pH, a lower redox potencial and larger physicochemical stability across the year. This results support the hypotheses that the water grasped in MDJ3 have larger permanency times and deeper circulation circuits, while the water grasped in MDJ1 is the one which was more influenced by the superficial processes (oxidising environment) and due to this, with larger variability during the year. The water abstracted in MDJ2 is in an intermediate evolutionary state and has less influence of surface processes. At last, on the scope of water qualification for bottling, it was found that from a chemical point of view, only the water from DMJ1 is qualified as able to be bottled as spring water, since all the analyzed elements present a concentration within the parametric values established by law and a relative annual variation. The water from MDJ2 presents Fe above the parametric values and the water from MDJ3 presents Fe and As way above the parametric values. From radiological point of view and respect to the analyzed parameters (α-total e β-total) all waters are suitable. On the microbiological quality component was verified that on the three harvests, during the year, were found some analyses with a number of colonies above the parametric values, which according to this point, none of the harvest were able to bottling.